【剑指offer】第一天：栈与队列

数据结构

【LeetCode】

发布日期: 2022-02-09

文章字数: 827

用两个栈实现队列

用两个栈实现一个队列。队列的声明如下，请实现它的两个函数 appendTail 和 deleteHead ，分别完成在队列尾部插入整数和在队列头部删除整数的功能。(若队列中没有元素，deleteHead 操作返回 -1 )

示例：

输入：
[“CQueue”,”appendTail”,”deleteHead”,”deleteHead”]
[[],[3],[],[]]
输出：[null,null,3,-1]

分析

维护两个栈，第一个栈支持插入操作，第二个栈支持删除操作。

根据栈先进后出的特性，我们每次往第一个栈里插入元素后，第一个栈的底部元素是最后插入的元素，第一个栈的顶部元素是下一个待删除的元素。为了维护队列先进先出的特性，我们引入第二个栈，用第二个栈维护待删除的元素，在执行删除操作的时候我们首先看下第二个栈是否为空。如果为空，我们将第一个栈里的元素一个个弹出插入到第二个栈里，这样第二个栈里元素的顺序就是待删除的元素的顺序，要执行删除操作的时候我们直接弹出第二个栈的元素返回即可。

题解

class CQueue:

    def __init__(self):
    	#新建两个栈
        self.stack1 = []
        self.stack2 = []


    def appendTail(self, value: int) -> None:
        self.stack1.append(value)

    def deleteHead(self) -> int:
        if self.stack2:
            return self.stack2.pop()
        if not self.stack1:
            return -1
        #如果stack2中没有元素，则先将stack1中元素新增进去后在进行pop()
        while self.stack1:
            self.stack2.append(self.stack1.pop())
        return self.stack2.pop()

包含min函数的栈

定义栈的数据结构，请在该类型中实现一个能够得到栈的最小元素的 min 函数在该栈中，调用 min、push 及 pop 的时间复杂度都是 O(1)。

示例：

MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.min(); –> 返回 -3.
minStack.pop();
minStack.top(); –> 返回 0.
minStack.min(); –> 返回 -2.

分析

根据题意，我们需要在常量级的时间内找到最小值！
这说明，我们绝不能在需要最小值的时候，再做排序，查找等操作来获取！
所以，我们可以创建两个栈，一个栈是主栈 stackstack，另一个是辅助栈 minStackminStack，用于存放对应主栈不同时期的最小值。

二、题解

class MinStack:

    def __init__(self):
        """
        initialize your data structure here.
        """
        #新建两个栈
        self.stack1 = []
        self.stack2 = []
   	def push(self, x: int) -> None:
        self.stack1.append(x)
        #将元素填入栈1中，并进行判断，如果栈2无元素或者栈2最上边的元素大于等于x，则将x元素填入栈2中
        if not self.stack2 or self.stack2[-1] >= x:
            self.stack2.append(x)

    def pop(self) -> None:
    	#如果抛出的元素和栈2的最后一个元素相等也一起抛出，保持两栈的一致性
        if self.stack1.pop() == self.stack2[-1]:
            self.stack2.pop()
    
    def top(self) -> int:
        return self.stack1[-1]

    def min(self) -> int:
    	#直接返回栈2的最后一个元素便是最小值
        return self.stack2[-1]